一种并联式混合动力汽车传动系设计文档格式.docx
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Hybridelectricvehicle;
CS6100parallel-serieshybridelectricvehicle;
Transmissionsystem;
Transmissiondesign
目录
1绪论 1
1.1引言 1
1.2混合动力汽车的发展现状 1
1.2.1治理与改善我国环境状况的目标 2
1.2.2石油短缺的压力 3
1.2.3日本混合动力/电动汽车发展概况 4
1.2.4美国混合动力/电动汽车发展概况 5
1.2.5欧洲混合动力/电动汽车发展概况 6
1.2.6我国发展概况 7
1.3关键性技术的研究 8
1.3.1整车能量管理系统和控制策略 8
1.3.2子系统的关键技术 10
1.4本课题的研究内容 12
2并联式混合动力电动汽车传动系的结构特点分析 13
2.1 混合动力汽车动力传动系布置方案 13
2.2并联式HEV动力传动系 13
2.3并联式HEV动力传动系结构分析 14
2.3.1 转速合成式PHEV动力传动系 14
2.3.2 扭矩合成式PHEV动力传动系 15
2.3.3 牵引力合成式PHEV动力传动系 18
3CS6120并联式混合动力大客车总体设计 20
3.1基本原理 20
3.2汽车轴数、驱动形式、布置形式的选择 21
3.2.1确定汽车类型 21
3.2.2确定轴数 21
3.2.3驱动形式 21
3.2.4布置形式 22
3.3汽车主要参数确定 22
3.3.1外廓尺寸 22
3.3.2一般参数 22
3.3.3轴荷分配 22
3.4汽车轮胎的选择 22
4CS6120并联式混合动力电动汽车传动系参数的设计 24
4.1发动机功率的选择 24
4.2电动机参数的选择 25
4.2.1电动机额定转速和最高转速的选择 25
4.2.2电动机额定功率的选择 27
4.3传动比的选择 27
4.2.1主减速器传动比i0的选择 27
4.3.2变速器传动比选择 29
4.4电池组容量的选择 30
4.5车辆最高车速的校核 31
5变速器的设计 32
5.1中心距的确定 32
5.2齿轮参数的选择 33
5.2.1模数m 33
5.2.2压力角α 33
5.2.3螺旋角β 34
5.2.4齿宽 35
5.2.5变位系数 36
5.3各档齿轮参数的计算 36
5.3.1确定一档的齿数 36
5.3.2修正中心距 37
5.3.3确定常啮合传动齿轮副的齿数 37
5.3.4确定其他档位的齿数 37
5.3.5倒档齿轮齿数 38
5.3.6确定倒档与中间轴的中心距 38
5.4齿轮机构的校核 38
5.4.1变速器齿轮的毁坏形式 38
5.4.2齿轮强度计算 39
5.5轴的设计计算 42
5.5.1轴的功用及要求 42
5.5.2轴的尺寸的初选 43
5.5.3轴的校核 44
6设计总结 56
参考文献
致谢
1绪论
1.1引言
混合动力汽车应是我国电动汽车产业化的突破口据中国汽车报报道，根据“十五”国家863计划电动汽车重大专项的目标定位和技术路线，结合我国汽车工业的发展现状，一些专家认为，混合动力电动汽车应成为我国电动汽车发展的重点和方向，并有希望率先取得产业化突破。
从我国电动车技术来看，目前已从实验室开发试验阶段过渡到商品性试生产阶段，我国电动汽车研制开发基本上与国外同行处于同一起跑线上，技术水平与产业化的差距比较小，目前已有一定基础。
在上世纪90年代中期已推出电动汽车样车，电动轿车概念车、燃料电池中型客车已经问世。
现在世界上的电动汽车主要分成纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池汽车三种，专家认为选择混合动力电动汽车作为现阶段我国电动汽车产业化的突破口，符合我国汽车工业的发展要求。
原因一是混合动力电动汽车承接了传统汽车的技术，有利于对传统汽车工业的改造；
二是有利于降低制造成本和有利于实现产业化。
1.2混合动力汽车的发展现状
汽车工业是大多数国家经济发展的支柱产业。
美国国家工程院评出的20世纪最伟大的20项工程技术成就中汽车排名第二已足以说明这一点。
从“十五”计划开始,我国汽车工业也进入高速发展和快速增长时期。
我国与世界各国一样,随着汽车产品与保有量的大量增加,由此而引发的环境和能源问题已经引起了国家和社会的广泛关注。
污染的严重和能源的匮乏,对整个世界和各国经济的发展而言,无疑是一个巨大的挑战和残酷的瓶颈。
对此,必须积极寻求应对办法,认真研究解决对策。
1.2.1治理与改善我国环境状况的目标
汽车尾气排放有害物质对城市区域大气具有严重的危害,许多国家相应制定了严格的法律法规、规范和国家标准,违背法律法规和不符合相关标准的汽车在市场竞争中被淘汰出局。
当前我国汽车工业面临着必须达到的两个目标是:
①达到如表1-1所示的法规和标准要求
表1-1美国、欧洲及中国对汽车尾气排放有害气体的限制法规与标准
实施年代
1992
1994
1996
2000
2002
2005
2008
2010
美国联邦法规
1990USEPA法规
1994USEPA法规
2004USEPA法规
欧洲标准
欧Ⅰ
欧Ⅱ
欧Ⅲ
欧Ⅳ
欧Ⅴ
中国
GB14716（1-70-93
相当于欧Ⅰ
相当于欧Ⅱ
相当于欧Ⅲ
与国际同步
②限制CO2的排放越来越多的证据表明,汽车的CO2排放是破坏环境最重要的元凶之一。
为此,联合国“政府间气候变化专业委员会”（IPCC）对其进行了评估,表明:
1996年世界共排放CO2等温室气体200亿吨,美国占25%,其中汽车排放占10%,中国排放CO2占1315%。
1997年12月,全球气候变化条约国第三次缔约国会议（COP3）在日本京都召开,会议通过的《京都议定书》限定了CO2、NO2、甲烷等6种造成温室的气体的排放量如表1-2所示。
表1-2世界主要国家需要降低的排放量
欧盟
美国
日本
加拿大
8%
7%
6%
议定书还规定以1990年为基准到2012年止,工业发达国家CO2排放量要降低总量的512%。
这些数字看起来不大,但考虑到汽车数量的增加,需要减少的绝对量则相当可观,如日本实际要降低20%左右。
目前已有110多个国家批准了《京都议定书》,但排放CO2最多的美国却拒绝执行,并提出排放CO2要实行市场化。
《京都议定书》虽对发展中国家没有提出具体要求,但考虑到每燃烧1kg汽油产生约3kg的CO2,而我国是石油消耗大国,有不可忽视的CO2排放量的治理任务。
1.2.2石油短缺的压力
我国石油资源短缺,已发现可开采的储量仅占世界总储量的4%左右,从1993年开始进口石油,并以每年两位数字的百分比增长,2000年进口石油7000万吨,成品油3000万吨。
到2005年以后,每年进口石油将超过一亿吨,相当于科威特一年的石油总产量,未来我国石油缺口更大。
我国石油需求与产量如表1-3所示
表1-3我国石油需求与亿吨
年份
需求
产量
缺口
2000年
2.4
1.6
0.7+0.3
2005年
2.8
1.78
1.02
2010年
3.6
1.89
1.71
面对如此严重的环境问题和严峻的能源现状,世界各国都在寻找解决的途径,经过多年的探索,在科技界比较一致的对策是:
①提高和完善内燃机的性能,进一步提高内燃机的热效率,降低能耗,广泛采用电喷、智能正时可变气阀（VVT2i）,稀薄燃烧、压缩直喷点火、改进燃油品质等先进技术;
②采用替代燃料,如水煤气、氢、乙醇、甲醇、合成燃油LNG和LPG等;
③鼓励和推广采用电动汽车（EV）、混合动力电动汽车（HEV）、燃料电池电动汽车（FCEV）。
目前动力电池技术未取得突破性进展,EV只能在城近郊区、旅游名胜区、步行街等有限地区使用。
FCEV是利用氢、氧在常温下产生电化学反
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